3.4. Стандартные образцы свойств магнитных материалов

Градуировка и периодическая поверка средств измерений магнитного потока, магнитной индукции и напряженности магнитного поля – веберметров, тесламетров и первичных магнитоизмерительных преобразователей – производятся согласно поверочным схемам, во главе которых стоят эталоны единиц магнитного потока (вебера) и магнитной индукции (теслы).

Метрологическое обеспечение единообразия и правильности измерений магнитных характеристик магнитных материалов в подавляющем большинстве случаев осуществляются путем так называемой поэлементной поверки измерительных установок. Главной составной частью такой поверки является поверка измерительных преобразователей и приборов. Кроме того, проверяется соответствие допустимым значениям влияющих параметров: непараллельности торцевых поверхностей полюсных наконечников, напряженности остаточного магнитного поля, неоднородности магнитного поля в рабочем объеме и другие. Изучаются также возможные источники погрешностей, обусловленные методикой измерений: условиями намагничивания и размагничивания, несовершенством магнитной цепи, вязкостными процессами в МТМ, влиянием внешних помех, температуры и др. Оценка влияния этих и других факторов производится как на основе теоретических расчетов, так и на основе экспериментальных исследований. При известных функциональных зависимостях между влияющими и измеряемыми величинами можно не только оценить, но и уменьшить погрешности измерений.

Однако при поэлементной поверке могут оказаться невыявленными все факторы, влияющие на результаты измерений. В связи с этим наиболее эффективным средством обеспечения единообразия и достоверности результатов измерений магнитных характеристик магнитных материалов является комплексная поверка установок с помощью стандартных образцов, аттестованных метрологическими организациями на соответствующих образцовых установках.

Анализирую пути совершенствования системы метрологического обеспечения в области испытания магнитных материалов, можно выделить следующие основные направления:

- создание первичных, специальных и рабочих эталонов, предназначенных для воспроизведения, хранения и передачи размеров единиц физических величин, характеризующих магнитные свойства материалов, а также разработка государственных поверочных схем; к таким эталонам, например, относится рабочий эталон магнитного потока;

- создание поверочных установок высшей точности (исходных образцовых средств измерений), предназначенных для измерения с наивысшей точностью одного или целого ряда магнитных параметров определенного вида материалов; такие установки применяются, как правило, для аттестации стандартных образцов;

- разработка, изготовление и аттестация представительных наборов стандартных образцов, позволяющих проводить комплектную поверку рабочих средств измерений параметров магнитных (в том числе и слабомагнитных материалов);

- переработка уже существующих государственных или локальных поверочных схем для средств измерений магнитных и других (например, оптических) величин, а также разработка соответствующей образцовой аппаратуры с целью включения в эти схемы рабочих средств измерений параметров магнитных материалов.

Особо высока роль стандартных образцов свойств магнитных материалов в магнитных измерениях. Можно сформулировать следующие требования к стандартным образцам свойств магнитных материалов:

- обеспеченность, по возможности, структурной и магнитной однородности материала образцов;

- соответствие линейных размеров образцов линейным размерам испытуемых образцов на предприятиях-изготовителях или потребителя;

- правильность геометрической формы и высокая чистота поверхностей, обеспечивающая точное определение площади сечения, непараллельности торцевых поверхностей, объема или отношения линейных размеров по результатам измерений размеров образца;

- близость магнитных свойств магнитных материалов стандартных образцов к магнитным свойствам испытуемых. Допустимый уровень неоднородности материала может быть установлен по результатам исследования формы кривой размагничивания и измерений топографии внешнего магнитного поля образцов после частичного размагничивания их полями заданной напряженности. Выбор методики аттестации определяется возможностями получения наивысшей точности измерений. Методика аттестации и применяемый в ней способ усреднения магнитных характеристик материала должны соответствовать, по возможности, наиболее широкому классу рабочих методик и средства измерений.

Рассмотрим стандартные образцы (СО) свойств магнитомягких и магнитотвердых материалов.